网格编码调制

TCM——格状编码调制格状编码调制是为解决卫星通信中信道噪声对接收的影响及带宽的限制而产生的，其将信道编码与调制很好的结合起来，并且能发挥各自的优点，这种方法在不增加带宽和相同的信息速率下可获得3~6dB的功率增益。

其中信道编码主要使用卷积码，为了适应卷积码则应用了多进制移相键控调制（亦可用多进制QAM），并且根据Ungerboack提出的规律：对经过编码的调制系统来说，其信道信号数目只要是未经编码的调制系统的两倍，便可得到足够的编码增益，对于每符号传送k比特的系统，应选择有m=2k+1点的扩张信号星座形式传送信息，对于信号集合划分规则等不作太多的阐述，本实验选择k=2,则m=8，即使用8Q PSK调制器，为此，TCM结构图如下：卷积码编码器8φPSK调制器信道8φPSK解调器最大似然维特比译码器输入噪声输出其中为了得到足够大的编码增益，未编码比特为k’=1,对这样的系统卷积码编码器的结构为：x2x1R1R211111111111101234567去8φPSK调制器+y2y1y0对于卷积码的编码可用以下程序实现：k=1;g=[1 0 1;0 0 1];int=input('xulie')m=size(int,1);y=zeros(1,m)for n=1:my(:,n)=int(n,1)end;z=cnv_encd(g,k,y);并且在卷积码编码过程中，添零数为k1*(L-1)=2,(注：L=3)，再对序列进行图示的映射，可通过以下程序实现：tyu=length(z)/2;s=zeros(1,3*tyu);for i=1:ms(:,3*i-2)=int(i,2)ends(:,3*m+1)=0;s(:,3*(m+1)+1)=0;for j=1:tyus(:,3*j-1)=z(2*j-1)end;for k2=1:tyus(:,3*k2)=z(2*k2)end;uu=reshape(s,3,tyu);kk=uu'；（注意：对添零后卷积编码的处理），将编码处理后的信号进行调制，相位调制实现比较容易，对于通过信道后的解调，有两种实现途径：①接收信号通过相关器后，将接收到的信号矢量映射到M个可能发送的信号矢量上去，并且选出对应于最大映射的矢量；②亦可计算接收信号矢量的相位，并从M个可能发送的信号矢量中选出相位最接近的信号。

浅谈TCM调制技术
蒋金;孙中伟
【期刊名称】《科学与财富》
【年(卷),期】2013(000)006
【摘要】网格编码调制技术（TCM）是一种将编码与调制有机结合起来的编码调制技术，它既不增加频带宽度，又不降低信息传输速率，可使系统的频带利用率和功率资源同时得到有效利用。

本文首先介绍TCM的发展背景与研究现状，进而引出TCM的基本原理与特点，最后描述TCM的未来及发展趋势。

【总页数】1页(P57-57)
【作者】蒋金;孙中伟
【作者单位】华北电力大学北京 102206;华北电力大学北京 102206
【正文语种】中文
【相关文献】
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5.基于TCM-OFDM自适应调制技术的宽带数据链系统
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超短波电台中TCM 的研究与实现摘要：本文系统阐述了TCM 基本原理；介绍了TCM 设计思路和实现方法；分析了以卷积码级联MPSK 调制这样一种高效成熟的设计方案，并进行了系统的实验调试和性能测试。

关键词：网格编码调制（TCM ）；软件无线电；欧式自由距离；FPGA一、 概述数字移动通信和未来的个人通信都面临着带宽受限和功率受限的双重压力，TCM （网格编码调制Trellis-Coded Modulation ）是一种将编码与调制联合考虑的纠错编码技术，该技术可以大大改善系统性能，从而被广泛应用到数字微波通信、卫星通信等各类高速数字传输系统中。

TCM 是Gottf ried Ungerboeck 于1982 年提出的一种新颖的、强有力的FEC 方案，在发送端能将差错控制编码同调制统一进行的多相位调制码。

它在接收端采用最大似然解调和解码,用维特比算法寻找最佳格状路径,以最小欧几里德距离为准则,采用软判决,解调出接收的信号序列。

该技术自问世伊始便得到了广泛的关注和研究。

经过十余年的发展,目前关于TCM 技术的研究已取得了极大的进展,其应用范围不断扩大,从最初的话带传输推广至卫星通信、短波通信等诸多通信领域，并有较多的ASIC 芯片问世,数据传输速率高达90Mbit/ s 。

二、 TCM 设计思路最佳的编码调制系统应按编码序列的欧式距离为调制设计的量度。

这就要求必须将编码器和调制器当作一个统一的整体进行综合设计，使得编码器和调制器级联后产生的编码信号序列具有最大的欧式自由距离。

从信号空间的角度看，这种最佳编码调制的设计实际上是一种对信号空间的最佳分割。

这就是近几年来发展起来的网格编码调制技术的基本原理。

对于限带信道，有两类网格编码调制，第一类是将卷积码和多电平(或多相位)信号组合起来，这类网格编码调制是由Ungerboeck 最先提出的。

第二类网格编码调制则是采用具有特定调制指数或频偏的连续相位移频键控(CPFSK)。

格状编码调制
格状编码调制（Trellis Coded Modulation，TCM）是一种数字通信技术，它结合了编码和调制的概念，以提高通信系统的性能。

TCM 的基本思想是在调制过程中引入额外的编码信息，以增加信号的冗余度。

通过在信号星座图中引入多个状态，TCM 可以在接收端利用这些状态之间的关系进行纠错。

这种编码信息通常以格状结构的形式表示，因此称为格状编码。

TCM 的主要优点包括：
1. 提高频谱效率：通过引入编码信息，TCM 可以在相同的带宽内传输更多的数据。

2. 提高抗噪声性能：TCM 引入的编码信息可以帮助接收端更好地纠正由于噪声引起的错误。

3. 降低误码率：TCM 可以通过在信号星座图中引入多个状态来降低误码率。

4. 简化接收机设计：由于TCM 引入了编码信息，接收机可以使用简单的解调算法来实现。

TCM 已经广泛应用于各种数字通信系统，如卫星通信、移动通信、数字电视等。

浅谈TCM调制技术摘要：网格编码调制技术（tcm）是一种将编码与调制有机结合起来的编码调制技术，它既不增加频带宽度，又不降低信息传输速率，可使系统的频带利用率和功率资源同时得到有效利用。

本文首先介绍tcm的发展背景与研究现状，进而引出tcm的基本原理与特点，最后描述tcm的未来及发展趋势。

关键词：tcm的现状 tcm的原理 tcm的发展1.tcm调制技术的发展背景与现状随着数字移动通信的发展，频带资源日益宝贵，对数据传输质量的要求也越来越高。

因此，如何提高信息传输系统的有效性和可靠性，便成为了该领域研究的重要课题。

把编码调制技术应用于高速信息传输的通信中，较好地解决了这一问题。

一般的纠错编码技术对信息传输性能的改善是建立在带宽扩展的基础上的。

因此，在带宽受限的信道中，依靠传统的纠错编码技术是难于提高信道利用率的。

1974年messy根据shannon信息理论最早证明了将编码与调制作为一个整体考虑的最佳设计，就可大大改善系统的性能。

1982年，ungerboeck在ieee trans information theory上发表题为“channel coding with multilevel/phase signals”的论文，正式宣布了人们研究多年的调制编码相结合的网格编码调制（trellis coded modulation，简记为tcm）技术的诞生。

该技术把信道编码和调制结合在一起进行设计，可以在既不增加信道频带宽度、也不降低信息传输速率的情况下，获得3～6db的编码增益，宣告了一个划时代的、新的纠错编码技术的开始，成为继shannon奠基以来信道编码技术发展的一个新的里程碑。

随后，对tcm技术进行研究的热潮迅速的在全球范围内兴起，tcm研究领域取得了众多令人瞩目的成就，使得tcm技术从理论研究阶段逐步进入实用阶段。

目前，tcm技术在无线通信、微波通信、卫星通信以及移动通信等各个领域中的应用前景非常广阔。

5G无线通信系统物理层面临的挑战分析1、无线通信物理层技术基础物理层技术特别是调制、编码、多址、双工等技术，可以说是无线通信技术中的核心与灵魂，在学术界进行了广泛而深刻的研究。

随着移动通信的迅速发展和芯片技术进步带来的处理能力大幅提升，很多以前提出的技术在产业界得以实现，因而近二十年来无线通信应用技术迎来了爆发式的发展。

新技术应用带来了频谱效率和用户体验的大幅提升，速率从不足100kbit/s发展到了100Mbit/s以上。

然而，技术飞速发展繁荣的另一方面是，现有通信技术实现了自20世纪50年代以来无线通信原理上的大多技术储备，想要寻求突破性的物理层技术变革已非常困难。

可这也说明了现有技术在相当广阔的领域内已经达到原理上的极限，更重要的或许不再是突破极限而是更加灵活的应用。

由于场景多种多样，很难有一种技术适用于所有场景，因而如何将不同场景下的技术整合起来，采用灵活的物理接入技术将是物理层技术未来主要的发展方向之一。

2、LTE系统物理层技术分析现有LTE系统物理层技术中，编码采用Turbo码，调制采用QAM （QuadratureAmpli-tudeModulation，正交振幅调制）技术和MIMO技术，多址技术是OFDMA（OrthogonalFre-quencyDivisionMultipleAccess，正交频分多址）/SC-FDMA （Single-carrierFrequency-Di-visionMultipleAccess，单载波频分多址），双工则是FDD或TDD两种方式。

根据信息论中香农有噪信道传输定理，存在被称为信道容量的界，使得一切小于信道容量的速率都能无差错传输，而大于信道容量速率的传输都会出现差错。

而信源信道编码分离定理又表明，可以分别进行信源编码和信道编码而不损失信道容量，这使得现有通信技术在物理层传输时都不考虑信源编码，即假设信源编码是理想的，这时信道编码的输入便是独立等概率分布的0、1比特。

四维网格编码调制与解调
缪立丹;陶青川;罗代升
【期刊名称】《数据采集与处理》
【年(卷),期】2002(017)001
【摘要】阐述了将编码与调制相结合的网格编码调制与解调的基本原理,设计了一种四维64QAM网格编码调制电路,通过扩展信号集提供编码冗余度,并通过集分割增加信号点间的欧氏距离.为克服因信号集扩展而使信号点间距离减小所降低的功率利用率,采用四维网格编码的方法,以较低的编码冗余度实现约4 dB的编码增益,克服了一般纠错编码在提高功率利用率时使频谱利用率下降的缺点.并用四进制差分编码与比特转换相结合克服了收端载波恢复的相位模糊问题,还提出了用VLSI实现维特比译码的面积效率结构模型.
【总页数】5页(P58-62)
【作者】缪立丹;陶青川;罗代升
【作者单位】四川大学电子信息学院,成都,610064;四川大学电子信息学院,成都,610064;四川大学电子信息学院,成都,610064
【正文语种】中文
【中图分类】TN787
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